判断下列3维向量的集合是不是R3的子空间,如是子空间,则求其维数与一组基: (Ⅰ)W1={(x,y,x)|x>0}; (Ⅱ)W2={x,y,z)|x=0}; (Ⅲ)W3={(x,y,z)|x+y-2z=0}; (Ⅳ)W4:{(x,y,z)|3x-2y+z=

admin2016-10-26  34

问题 判断下列3维向量的集合是不是R3的子空间,如是子空间,则求其维数与一组基:
(Ⅰ)W1={(x,y,x)|x>0};
(Ⅱ)W2={x,y,z)|x=0};
(Ⅲ)W3={(x,y,z)|x+y-2z=0};
(Ⅳ)W4:{(x,y,z)|3x-2y+z=1};
(Ⅴ)W5={(x,y,z|}.

选项

答案(Ⅰ)W1不是子空间,因为W1对数乘向量不封闭.例如α=(1,2,3)∈W1,但k<0时,kα=(k,2k,3k)[*]W1. (Ⅱ)W2是子空间.因为α=(0,a,b),β=(0,c,d)∈W2,而 α+β=(0,a+c,b+d)∈W2, kα=(0,ka,kb)∈W2, 即W2对于运算封闭,W2是子空间.又(0,1,0),(0,0,1)线性无关且能表示W2中任一向量,因而是W2的一组基,那么dimW2=2. (Ⅲ)W3是子空间,如α,β∈W3,即α,β是齐次方程x+y一2z=0的解.由于α+β,kα仍是解,故α+β∈W3, kα∈W3,W3对运算封闭,是子空间. (-1,1,0),(2,0,1)是基础解系,也就是W3的一组基,那么dimW3=2. (Ⅳ)W4不是子空间.因为非齐次方程组的解相加不再是此方程组的解,即W4对加法不封闭. (Ⅴ)W5不是子空间,因为条件等同于[*].

解析  要判断W是不是子空间,就是要检查W对于向量的加法及数乘这两个运算是否封闭.如W是子空间,则W中向量的极大线性无关组就是一组基,而向量组的秩就是子空间的维数.
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